基于對分課堂的高校力學(xué)課程教學(xué)策略研究

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.21.012

Research on Teaching Strategies of College Mechanics Courses Based on PAD Class

MI Chengdong， WANG Xiaojun， WANG Jinrong （Lüliang University，Luliang，Shanxi ）

AbstractThe PAD （Presentation-Assimilation-Discussion） classorganically integrates teaching and discussion， formingan innovative blended learning model that provides anew ideaand direction for optimizing the teachingof mechanics courses inuniversities.ThearticleisbasedonthetheoreticallogicofPADclass，analyzingthefeasibility of PAD class in the teaching of mechanics courses in universities，investigating the current application status and problems of split classroom，and exploring teaching reform strategies formechanics courses.Research and practice haveshownthatthroughthethree-stagedesignofteacherfocusedlectures，studentinternalization，andpeerdiscusions insegmented clasrooms，sudents'self-directedleaing awareness，problem-solvingability，anddeepconstructionof professional knowledgesystemscanbesignificantlyimproved，breakingthroughtheshacklesof traditional teaching and further enhancing teaching quality.

KeywordsPAD class; mechanics; teaching strategy; blended teaching;knowledge internalization

力學(xué)是高校土木建筑、機(jī)械制造、航空航天、海洋工程等多個專業(yè)的基礎(chǔ)課程，存在理論知識抽象、公式推導(dǎo)復(fù)雜、實踐應(yīng)用性強等諸多特點[。傳統(tǒng)教學(xué)模式易讓學(xué)生產(chǎn)生固化思維，導(dǎo)致他們在學(xué)習(xí)中缺乏驅(qū)動力，學(xué)習(xí)效率直線下降。對分課堂模式因其在教學(xué)和評價上的優(yōu)化創(chuàng)新如重視課堂討論、過程性評價等，在很多學(xué)科中深受師生的關(guān)注和青睞。然而，針對對分課堂的探究以文科課程為主，在理科方面仍較為有限，尤其是力學(xué)課程更是寥寥無幾。本文立足于高校力學(xué)這門課程，重點探討對分課堂的適用性、現(xiàn)存問題及其優(yōu)化對策，以期能夠為課程的教學(xué)創(chuàng)新提供一些借鑒。

1高校力學(xué)對分課堂的可行性分析

1.1與課程特點的適配性

力學(xué)是很多工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，其知識體系邏輯鏈長、關(guān)聯(lián)性強，故而形成了一個從基礎(chǔ)理論到高級應(yīng)用逐步遞增的復(fù)雜系統(tǒng)[。例如，靜力學(xué)是材料力學(xué)必要的理論基礎(chǔ)，而在研究材料力學(xué)的同時又能夠為結(jié)構(gòu)力學(xué)提供一些重要的參數(shù)依據(jù)。這樣的遞進(jìn)式知識關(guān)系，使得高校力學(xué)課程在教與學(xué)層面都面臨著更大挑戰(zhàn)，讓學(xué)科探究更其趣味性和深奧性的特點。在對分課堂模式下，基于教師的“精講留白\"舉措，可恰如其分地滿足課程的需求。通過對核心知識精講，綱領(lǐng)性地傳授給學(xué)生重難點知識，進(jìn)而為他們搭建起學(xué)習(xí)的主要框架，然后通過知識“留白”，引導(dǎo)學(xué)生積極思考、主動探究，在自我建構(gòu)和團(tuán)隊討論中進(jìn)行知識的全面梳理和總結(jié)，進(jìn)一步深化對關(guān)鍵概念的掌握，如應(yīng)力應(yīng)變、彎矩剪力這些抽象性定義的理解。這種“穿針引線”的教學(xué)方式，更有利于學(xué)生形成學(xué)習(xí)的主觀能動性，激勵他們對力學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更深入的摸索。

1.2與學(xué)生的學(xué)習(xí)需求匹配

在現(xiàn)代教育背景下，學(xué)生的學(xué)習(xí)需求正經(jīng)歷著一場深刻變革，從過去相對單一的學(xué)習(xí)目標(biāo)，逐漸轉(zhuǎn)化為更個性化、多元化的訴求。據(jù)了解，當(dāng)前部分工科生對傳統(tǒng)教學(xué)模式存在不滿，特別是在理論性較強的力學(xué)課堂上，他們認(rèn)為課堂的整個參與過程并不具備良好的學(xué)習(xí)獲得感。這表明，學(xué)生更期待互動性強、留有自主性的教學(xué)活動。對分課堂教學(xué)模式則恰好可滿足他們的學(xué)習(xí)需求，其基于“亮考幫\"作業(yè)模板，即亮收獲一考問題一幫解決，旨在鼓勵學(xué)生充分展現(xiàn)自我的學(xué)習(xí)成就，提出自己在學(xué)習(xí)中遭遇的難題阻力，并可積極尋求教師或其他學(xué)習(xí)同伴的幫助以化解3。這種邏輯性強、前后貫通的學(xué)習(xí)模式，既符合現(xiàn)代學(xué)生偏好協(xié)作、有問題不擱置的學(xué)習(xí)特征，又可幫助他們進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)合作力，以及激發(fā)求知欲。

1.3具備教學(xué)資源的支撐條件

當(dāng)前，在教育技術(shù)日新月異的背景下，數(shù)字化教育手段的普及應(yīng)用已然成為現(xiàn)代教學(xué)中必不可少的部分。比如，超星平臺、慕課、雨課堂等，這類數(shù)字化平臺的優(yōu)勢不僅在于促進(jìn)力學(xué)課程教學(xué)資源的豐富化、多元化，還可推薦個性化的知識內(nèi)容，實時記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)全過程，從而為教師實施對分課堂提供技術(shù)層面的優(yōu)勢支撐[4。而且，力學(xué)課程以小班化教學(xué)形式為主，課堂教學(xué)時間可獲得更充分合理的使用，有利于教師觀察每個學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，為小組討論學(xué)習(xí)提供更寬松、自由的空間。基于這樣的教學(xué)環(huán)境優(yōu)勢，學(xué)生有更多機(jī)會在課堂上闡述觀點、提出疑問、相互交流，顯著提高學(xué)習(xí)成效。

2對分課堂在高校力學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

對分課堂模式推動高校力學(xué)課程在教學(xué)改革中取得了跨越式的進(jìn)步。首先，學(xué)生對于力學(xué)知識的內(nèi)化能力明顯提高，這一點具體表現(xiàn)在其解題能力及考試成績上。在實驗中，通過隨機(jī)抽取兩個平行班，實驗班教師應(yīng)用對分課堂模式授課，而普通班教師則維持傳統(tǒng)教學(xué)模式。在經(jīng)過整個學(xué)期的教學(xué)之后，從師生教與學(xué)的立場分別來看，實驗班學(xué)生的課堂參與積極性顯著提高，課堂氛圍更加活躍；同時，教師的課堂主導(dǎo)角色產(chǎn)生了變化，教學(xué)質(zhì)量和效率變得更高。其次，對分課堂在培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力方面也展現(xiàn)其特有的優(yōu)勢。比如，教師通過實施“結(jié)構(gòu)模型設(shè)計討論”活動，顯著提高了學(xué)生對重要工程問題的解析能力，不僅充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還促使他們在學(xué)習(xí)中提升了批判性思維能力和創(chuàng)新意識[5]。

但是，盡管對分課堂在高校力學(xué)教學(xué)中展現(xiàn)了其獨特的優(yōu)勢，顯著提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識和思考行為，并普遍獲得師生的青睞，但其畢竟是一種有待摸索的創(chuàng)新教學(xué)模式，所以在具體實踐中難免會暴露出一些不足。總體來看，主要包括以下方面。

2.1教學(xué)設(shè)計失衡

教學(xué)設(shè)計是決定對分課堂實施效果的關(guān)鍵要素之一。在高校力學(xué)課程中，有些教師已經(jīng)習(xí)慣并依賴于傳統(tǒng)教學(xué)模式，他們在實施對分課堂教學(xué)時，往往缺乏足夠成熟的經(jīng)驗，因此難以掌控好精講內(nèi)容的時長，造成課堂精講環(huán)節(jié)過長，甚至占據(jù)課堂的一半時間。這樣一來，不僅會打亂原有的課程進(jìn)度，還讓后續(xù)小組討論環(huán)節(jié)的時間倉促不已，學(xué)生可能會因此而無法對問題展開深入的討論，一些討論話題易被中斷或淺嘗輒止。而且，教師對于問題討論環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計也大多浮于表面，討論內(nèi)容并不具備足夠的深度，無法有效激發(fā)學(xué)生的思考能力和批判思維，如此也就無法達(dá)到理想的教學(xué)效果。

2.2評價體系滯后

當(dāng)前，高校力學(xué)課程教學(xué)評價體系的滯后，也是對分課堂教學(xué)模式實施的一大瓶頸。傳統(tǒng)教學(xué)評價體系中，期末的書面考試是該門課程考核的重點，占據(jù)整體考核評價的 70% ，顯然這樣的考核方式會過于片面，看重的是結(jié)果而非過程，不符合對分課堂主張的“過程高于結(jié)果\"的教學(xué)理論，不能科學(xué)、全面且客觀地反映出學(xué)生在整個學(xué)期的表現(xiàn)。特別是對于那些平時積極參與課堂討論、作業(yè)完成質(zhì)量高，但在考試環(huán)節(jié)發(fā)揮失常的學(xué)生而言，這樣非理性的評價方式很難體現(xiàn)公平合理性，甚至還會讓他們對課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生挫敗感，進(jìn)而衍生出排斥的心理。

2.3學(xué)生自適應(yīng)力的差異

在高校力學(xué)課程中實施對分課堂教學(xué)模式，對于學(xué)生的自適應(yīng)力也是一個不小的考驗。據(jù)了解，有接近兩成的學(xué)生會因為其內(nèi)斂型性格，而不愿主動參與課堂小組討論，表現(xiàn)出較強的抵觸情緒。這類學(xué)生往往性格孤僻、不愿交流或不善言辭，羞于在人前表現(xiàn)自我、發(fā)表意見，缺乏足夠的自信心，喜歡隱藏觀點。基于這種情況，對分課堂對于他們的影響力有可能是負(fù)面的，并不利于其學(xué)習(xí)和成長，甚至還有可能導(dǎo)致整個班級的課堂氛圍消極化，一些本來活躍發(fā)言的學(xué)生也因此保持沉默，進(jìn)而逐漸失去討論的興趣和動力，弱化預(yù)期的教學(xué)效果。

3高校力學(xué)對分課堂的教學(xué)設(shè)計與實施策略

3.1設(shè)計差異化教學(xué)模型

在高校力學(xué)課程教學(xué)中，要想實現(xiàn)高效的對分課堂，需要把力學(xué)課程內(nèi)容劃分為三個不同層次，分別為基礎(chǔ)概念層、方法應(yīng)用層以及綜合創(chuàng)新層。基礎(chǔ)概念層是力學(xué)知識的基石，教師可采用講授式教學(xué)，保證課堂上每個學(xué)生都能扎實掌握力學(xué)的基本概念、原理和公式，幫助學(xué)生構(gòu)建起穩(wěn)固的知識框架，為后續(xù)的延展性、深入性學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。進(jìn)入方法應(yīng)用層教學(xué)，教學(xué)重點則應(yīng)轉(zhuǎn)為如何讓學(xué)生將所學(xué)知識內(nèi)化并應(yīng)用于實際問題的解決。以“截面法”為例，教師在講授時不可停留于理論層面，而需引入典型工程案例，引導(dǎo)學(xué)生通過具體情境感受和理解方法的應(yīng)用，以促進(jìn)知識的融會貫通。綜合創(chuàng)新層教學(xué)中，教師則應(yīng)鼓勵學(xué)生主動探索、勇于創(chuàng)新，通過小組討論、相互學(xué)習(xí)的方式，協(xié)同化解復(fù)雜性問題。為拓寬學(xué)生的視野和知識面，教師還可引導(dǎo)其自主查閱電子資料、設(shè)計項目實驗，通過親自參與實驗設(shè)計、操作和數(shù)據(jù)分析，強化其動手能力，培養(yǎng)學(xué)習(xí)思維、創(chuàng)新能力和科學(xué)精神，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的潛能。

3.2實施SPOC融合模式

為打破傳統(tǒng)課堂在時間和空間上的局限性，教師可借助于小型私有在線課堂（SPOC），形成課前微預(yù)習(xí)、課中精講討論、課后虛擬實驗的教學(xué)閉環(huán)。課前，學(xué)生觀看教師預(yù)備的微課視頻，就下節(jié)課將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行初步學(xué)習(xí)；課中，教師重點聚焦于一些疑難知識點展開深入講解，同時引導(dǎo)學(xué)生展開討論，形成思維上的相互交流和碰撞；課后，依托虛擬實驗進(jìn)一步鞏固學(xué)生所學(xué)的知識，提高其實踐應(yīng)用能力。

3.3建立四步實施流程

高校力學(xué)對分課堂的具體實施中，教師需嚴(yán)格遵循以下教學(xué)實施流程，依次為：精講→內(nèi)化→討論 $$ 總結(jié)。在課程精講階段，教師可利用20分鐘時間集中講解重難點知識，通過生動的講解、直觀的演示，幫助學(xué)生更快、更有效地掌握知識。而在知識內(nèi)化階段，教師可發(fā)布分層式作業(yè)，既涵蓋基礎(chǔ)題目又附帶一些拓展類習(xí)題，在幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識的同時，進(jìn)一步激發(fā)他們的創(chuàng)新思維能力。學(xué)生在完成作業(yè)任務(wù)之后，還應(yīng)提交“亮考幫”表單，即亮出自己的學(xué)習(xí)亮點、考查自己是否真正掌握、幫助同學(xué)解決疑惑。在討論階段，教師可設(shè)計如“懸臂梁載荷優(yōu)化\"等階梯性問題，引導(dǎo)學(xué)生開展小組協(xié)作，共同探索問題的解決方案。在總結(jié)階段，教師需提煉出學(xué)生的共性錯誤并進(jìn)行針對性講解，通過拓展實際工程案例，幫助學(xué)生建立完整的知識體系。

3.4構(gòu)建三維評價體系

為全面、客觀地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，教師可采用三維評價體系。其中，過程性評價占整體評價的 40% ，包括討論貢獻(xiàn)度、作業(yè)創(chuàng)新性等指標(biāo)，旨在考查學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)和努力；實踐性評價則占整體評價的 30% ，通過ANSYS仿真實驗、模型制作等實踐活動，考核學(xué)生對于知識的應(yīng)用能力；終結(jié)性評價占整體評價的 30% ，采用開放性試題，如“設(shè)計簡支梁加固方案”，要求學(xué)生綜合運用所學(xué)知識來解決實際問題，考查其創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用能力。

4結(jié)語

對分課堂為破解高校力學(xué)課程教學(xué)困境提供了一個創(chuàng)新的方案。實踐表明，該模式通過重構(gòu)教學(xué)流程、強化師生互動，能夠顯著提升學(xué)生的知識建構(gòu)效率與工程素養(yǎng)。后續(xù)，教師還需深入探索智慧教學(xué)工具與對分課堂的深度融合，進(jìn)而建立更精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)行為分析模型，進(jìn)一步推動力學(xué)課程教學(xué)向“以學(xué)為中心”的范式轉(zhuǎn)型。

★基金項目：省高等學(xué)校教學(xué)改革創(chuàng)新項目“基于對分課堂教學(xué)模式下力學(xué)課程融入思政元素的策略與實踐”（J20241453）；省高等學(xué)校教學(xué)改革創(chuàng)新項目“基于理工科本科生參與教師科研活動的研究性教學(xué)研究”（J20231373）；2024年教學(xué)改革項目（XJJGYB202413）。

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